CN103659825A - 弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置 - Google Patents

Abstract

弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，属于拟人机器人手技术领域。该装置包括第一指段、第二指段、欠驱动关节、电机、传动机构、锁定机构和第一簧件；传动机构包括腱绳和绕线筒；锁定机构包括棘轮摆杆、棘爪、转轴和第二簧件。该装置采用气动方式实现自适应欠驱动效果；采用棘轮棘爪实现单向弯曲，防止在反作用面撤离或振动干扰时物体松脱；采用簧件变形产生第二指段对物体施加稳定抓持力，达到形封闭与力封闭抓取；采用电机解除棘爪对棘轮的约束，释放物体；该装置结构简单，体积小，质量小，制造和维护成本低，与人手的手指相似。

Description

弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置

技术领域

本发明属于拟人机器人手技术领域，特别涉及一种弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置的结构设计。

背景技术

机器人手作为拟人机器人的输出终端，被越来越多的机器人研究者所重视。在机器人学领域有两大类机器人手：灵巧手和欠驱动手，它们分别基于主动控制和欠驱动两种不同的驱动方式。灵巧手外形和动作极似人手，可以在复杂控制算法和机构的综合作用下，灵活地完成人手所能完成的多数动作，但是灵巧手价格昂贵，制造控制难度大，维护难度大。欠驱动手可以自适应抓取物体，控制难度小、维护简单、装置稳定。

已有的一种气动式主动驱动的多指多关节机器人手装置（发明专利CN101402200A），其中每个关节采用气动柔性驱动器实现手指的弯曲。该装置的不足之处为：该装置由于采用气力主动驱动各手指各关节的转动，使得该手体积大、质量大、制造成本高、控制难度大，不能自适应抓取物体，必须依赖很复杂的控制才能实现对不同尺寸形状物体的抓取。

已有一种气动式欠驱动机器人手指装置（发明专利CN101733758B），包括第一、二指段和欠驱动关节。欠驱动关节包括主动滑块、关节轴、两个气动柔性件和簧件；主动滑块镶嵌在第一指段中；关节轴套接在第一指段中，第二指段套固在关节轴上；第一气动柔性件设置在第一指段与主动滑块之间；第二气动柔性件设置在第一与第二指段之间；第一、第二气动柔性件通过第一指段通孔相通。

该装置能够在物体挤压主动滑块的过程中，利用物体挤压力通过气动方式驱动第二指段绕关节轴转动，但是，该装置在物体不挤压主动滑块时，第二指段将回复伸直的初始状态，因此该装置无法实施在抓取过程中反作用面撤销的物体抓取。例如一个物体放置在桌面上，当安装在机械臂上的手指靠向物体，物体会挤压主动滑块导致手指弯曲，但是当机械臂离开桌面时，手指的弯曲不能保持，于是物体脱落，抓取失败。另一方面该装置在抓取物体时虽然达到了外形上的一种自适应包络效果，但是没有产生抓持力，从而并未实现力封闭稳定抓取，只有同时具有形状封闭和力封闭两种包络才能达到稳定的抓持。在只有形状封闭时，如果遇到振动干扰，物体在某时刻对主动滑块的挤压力突然减小，就会导致第二指段迅速放开物体，产生失稳现象。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置。该装置可以安装到机械臂上，配合机械臂的主动运动实施反作用面撤离的物体抓取，具有对所抓物体的形状、大小的自适应能力，抓取物体达到形状封闭和力封闭的稳定抓取，防止在抓取过程中因为振动干扰导致失稳现象，该装置结构简单，体积小，质量小，制造和维护成本低，与人手的手指相似。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，包括第一指段、第二指段和设置在两者之间的欠驱动关节；所述的欠驱动关节包括主动滑块、关节轴、第一气动柔性件和第二气动柔性件；所述的关节轴活动套设在第一指段中，第二指段固定套接在关节轴上，所述的主动滑块镶嵌在第一指段中；所述的第一指段中设有通孔；所述的第一气动柔性件和第二气动柔性件均包括第一端盖、第二端盖和伸缩件，所述的伸缩件两端分别与第一端盖、第二端盖密封连接，所述的第一端盖上设有一个通孔，所述的伸缩件采用可轴向伸缩和轴向弯曲且中空的筒状材料制成；所述的第一气动柔性件的第一端盖与第一指段密封连接，第一气动柔性件的第二端盖与主动滑块固定连接；所述的第二气动柔性件的第一端盖与第一指段密封连接；所述的第一指段中的通孔的两端分别与第一气动柔性件的通孔、第二气动柔性件的通孔相连通；其特征在于：该装置还包括电机、传动机构、锁定机构和第一簧件；所述传动机构包括减速器、腱绳和绕线筒；所述锁定机构包括棘轮摆杆、棘爪、转轴和第二簧件；所述棘轮摆杆包括固接在一起的棘轮和摆杆；第二气动柔性件通过第二端盖与棘轮摆杆的摆杆固定连接；所述电机固接在第一指段中，电机的输出轴与减速器的输入轴相连，所述绕线筒固定套接在减速器的输出轴上，所述腱绳的两端分别连接绕线筒和棘爪；所述棘爪活动套接在转轴上，所述转轴固定套设在第一指段中，所述棘爪与棘轮摆杆的棘轮啮合，所述棘轮摆杆活动套接在关节轴上，所述第一簧件的两端分别连接棘轮摆杆和第二指段；所述第二簧件的两端分别连接棘爪和第一指段。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件的伸缩件采用风箱式伸缩件，所述的风箱式伸缩件为轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构；所述的第二气动柔性件的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管，该嵌簧丝橡胶管包括第一橡胶管和第一弹簧丝，所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件的伸缩件和第二气动柔性件的伸缩件均采用嵌簧丝橡胶管，该嵌簧丝橡胶管包括第一橡胶管和第一弹簧丝，所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管，该嵌簧丝橡胶管包括第一橡胶管和第一弹簧丝，所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中；所述的第二气动柔性件的伸缩件采用套簧丝橡胶管，该套簧丝橡胶管包括第二橡胶管和第二弹簧丝，所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第二气动柔性件的第一端盖和第二端盖。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管，该嵌簧丝橡胶管包括第一橡胶管和第一弹簧丝，所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中；所述的第二气动柔性件的伸缩件采用采用风箱式伸缩件，所述的风箱式伸缩件为轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件的伸缩件采用套簧丝橡胶管，该套簧丝橡胶管包括第二橡胶管和第二弹簧丝，所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第一气动柔性件的第一端盖和第二端盖；所述的第二气动柔性件的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管，该嵌簧丝橡胶管包括第一橡胶管和第一弹簧丝，所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件的伸缩件和第二气动柔性件的伸缩件均采用套簧丝橡胶管，该套簧丝橡胶管包括第二橡胶管和第二弹簧丝，所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第一气动柔性件的第一端盖和第二端盖。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件的伸缩件采用套簧丝橡胶管，该套簧丝橡胶管包括第二橡胶管和第二弹簧丝，所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第一气动柔性件的第一端盖和第二端盖；所述的第二气动柔性件的伸缩件采用风箱式伸缩件为轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件的伸缩件采用风箱式伸缩件为轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构；所述的第二气动柔性件的伸缩件采用套簧丝橡胶管，该套簧丝橡胶管包括第二橡胶管和第二弹簧丝，所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第二气动柔性件的第一端盖和第二端盖。

本发明所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：在第一指段和第二指段间加装簧件，或在第一指段和主动滑块间加装簧件，或在第一指段和第二指段间及第一指段和主动滑块间均加装簧件；所述的簧件采用拉簧、压簧、扭簧、发条、片簧或弹性绳。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和突出性效果：

本发明装置采用可变形密闭空间内的气体作为传动媒介，结合可轴向伸缩和轴向弯曲的气动柔性件，综合实现了手指抓取物体时的无源欠驱动弯曲效果；该装置适合安装于机械臂末端作为拟人机器人手或手的一部分，配合机械臂的主动运动实施反作用面撤离的物体抓取；具有对所抓物体的形状、大小的自适应能力，抓取物体达到形状封闭和力封闭的稳定抓取，防止在抓取过程中因为振动干扰导致失稳现象；该装置利用反作用面对物体的作用力来实现手指关节的弯曲，采用棘轮棘爪实现手指只允许正向弯曲而不能反向伸直，防止在机械臂撤离反作用面时物体脱落；采用第一簧件的变形产生第二指段对物体施加稳定的抓持力；采用电机实现在需要释放物体时解除棘爪对棘轮的单向约束作用，实现释放物体；该装置结构简单，体积小，质量小，制造和维护成本低，与人手的手指相似。

附图说明

图1是本发明提供的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置的一种实施例的立体视图（第一指段剖视）（手指呈伸直初始状态）。

图2是图1所示实施例的立体视图（第一指段剖视，且未画出第二指段、密封管）。

图3是图1所示实施例的正面外观图。

图4是图1所示实施例的立体外观图。

图5是图1所示实施例的爆炸图。

图6是采用风箱式伸缩件的气动柔性件立体外观图。

图7是图6的剖视图。

图8是采用嵌簧丝橡胶管的气动柔性件的局部剖视图。

图9是图8的剖视图。

图10是采用套簧丝橡胶管的气动柔性件立体外观图。

图11是图10的剖视图。

图12、图13、图14、图15是第一指段固定于机械臂末端手掌上的图1所示实施例手指抓握物体的示意图。

在图1至图15中：

1－第一指段，                  11－通孔，                   111－密封管，

2－第二指段，

4－主动滑块，                  5－关节轴，                  6－第一气动柔性件，

7－第二气动柔性件，            8－簧件，

71－第一端盖，                 72－第二端盖，               73－嵌簧丝橡胶管，

74－套簧丝橡胶管，             75－风箱式伸缩件，

711－通孔，                    731－橡胶管，                732－弹簧丝，

741－橡胶管，                  742－弹簧丝，                751－柔性外罩，

752－大圈，                    753－小圈，

31－电机，                  321－减速器，           322－腱绳，     323－绕线筒，

331－棘轮摆杆，                332－棘爪，                   333－转轴，

334－第二簧件，                34－第一簧件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步详细说明本发明的具体结构、工作原理及工作过程。

本发明设计的一种弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置的一种实施例，剖视如图1、图2所示，外观如图3、图4所示，图5为装置的爆炸图。

本实施例包括第一指段1、第二指段2和设置在两者之间的欠驱动关节；所述的欠驱动关节包括主动滑块4、关节轴5、第一气动柔性件6和第二气动柔性件7；所述的关节轴5活动套设在第一指段1中，第二指段2固定套接在关节轴5上，关节轴5和第二指段2采用销钉连接，所述的主动滑块4镶嵌在第一指段1中。所述的第一指段1中设有通孔11；所述的第一气动柔性件6和第二气动柔性件7均包括第一端盖、第二端盖和伸缩件，所述的伸缩件两端分别与第一端盖、第二端盖密封连接，所述的第一端盖上设有一个通孔，所述的伸缩件采用可轴向伸缩和轴向弯曲且中空的筒状材料制成；所述的第一气动柔性件6的第一端盖71与第一指段1密封连接，第一气动柔性件6的第二端盖72与主动滑块4固定连接；所述的第二气动柔性件7的第一端盖71与第一指段1密封连接；所述的第一指段1中的通孔11的两端分别与第一气动柔性件6的通孔711、第二气动柔性件7的通孔711相连通。该装置还包括电机31、传动机构、锁定机构和第一簧件34；所述传动机构包括减速器321、腱绳322和绕线筒323；所述锁定机构包括棘轮摆杆331、棘爪332、转轴333和第二簧件334；所述棘轮摆杆331包括固接在一起的棘轮和摆杆；第二气动柔性件7通过第二端盖72与棘轮摆杆331的摆杆固定连接；所述电机31固接在第一指段1中，电机31的输出轴与减速器321的输入轴相连，所述绕线筒323固定套接在减速器321的输出轴上，所述腱绳322的两端分别连接绕线筒323、棘爪332；所述棘爪332活动套接在转轴333上，所述转轴333固定套设在第一指段1中，所述棘爪332与棘轮摆杆331的棘轮啮合，所述棘轮摆杆331活动套接在关节轴5上，所述第一簧件34的两端分别连接棘轮摆杆331、第二指段2；所述第二簧件334的两端分别连接棘爪332、第一指段1。

本实施例中，在第一指段1和第二指段2间加装簧件8，或在第一指段1和主动滑块4间加装簧件8，或在第一指段1和第二指段2间及第一指段1和主动滑块4间均加装簧件8。

本发明所述的簧件8采用拉簧、压簧、扭簧、发条、片簧或弹性绳。本实施例的簧件采用压簧并该压簧的两端分别连接第一指段1和主动滑块4。

所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置安装于机械手上，该机械手还具有由驱动器主动驱动的其他手指或关节，该其他手指或关节作为驱动源。

气动柔性件的可伸缩件有多种方式可以实现，例如如下（a）、（b）、（c）所介绍的方案。

（a）本发明的一种优选方案的实施例中，所述的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管73，所述的嵌簧丝橡胶管73包括橡胶管731和弹簧丝732，所述的橡胶管壁中嵌套有弹簧丝，所述的弹簧丝是沿着橡胶管的径向螺旋密绕在橡胶管的内壁中。本实施例的第二气动柔性件采用此种嵌簧丝橡胶管73。图8、图9为图1所示实施例的第二气动柔性件，该第二气动柔性件的伸缩件采用了嵌簧丝伸缩件。

（b）本发明的又一种优选方案的实施例中，所述的伸缩件采用套簧丝橡胶管74，所述的套簧丝橡胶管74包括橡胶管741和弹簧丝742，所述的橡胶管管壁外侧套有弹簧丝，所述的弹簧丝是沿着橡胶管的径向螺旋密绕在橡胶管的外壁上，所述的弹簧丝的两端分别连接第一端盖和第二端盖。图10、图11为这种气动柔性件的一种实施例，该气动柔性件中的伸缩件采用套簧丝伸缩件。

（c）本发明的又一种优选方案的实施例中，所述的伸缩件采用风箱式伸缩件75，所述的风箱式伸缩件75为可轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构。所述的风箱式伸缩件包括柔性外罩751、大圈752和小圈753，例如大圈和小圈采用钢丝圈，一大圈一小圈错落地等间距藏入在柔性外罩中，例如用布做柔性外罩。本实施例的第一气动柔性件采用此种风箱式伸缩件75。图6、图7为图1所示的实施例中的第一气动柔性件，该第一气动柔性件的伸缩件采用了风箱式伸缩件。

由于在本发明的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置中有两个气动柔性件：第一气动柔性件和第二气动柔性件，这两个气动柔性件中可以采用相同或者不同的伸缩件，例如采用上述（a）、（b）、（c）三种方式中的任意两种的搭配，如表1所示。

表1本发明的多种实施例（两个气动柔性件可用的多种组合方式）

本实施例中，为了更好地实现由主动滑块4小位移的滑动引起第二指段2大角度的转动这一欠驱动功能，所述的第一气动柔性件6的伸缩件平均内径大于等于第二气动柔性件7的伸缩件的平均内径的两倍。

本发明的一种优选方案的实施例中，所述的伸缩件上设有气门嘴。

本实施例的第一指段1为了便于加工，可以采用左右两半分别制造再粘接或者螺钉连接起来，后者采用一个密封管111放置在通孔11中，如图1所示。

本发明所述的簧件8的功能是：自然状态下和放开物体时，簧件8将主动滑块4倾向于推向手指外侧（可能由于棘爪的约束而不能达到），倾向于保证主动滑块4不压缩第一气动柔性件6，所以第二气动柔性件7不会发生形变，即保持手指伸直状态；抓取物体时，簧件8将在外物的推动下变形。

特别需要说明的是，由于嵌簧丝伸缩件和套簧丝伸缩件内部包含了弹簧，因此本发明方案的两个气动柔性件（第一气动柔性件6和第二气动柔性件7）中任意一个采用了嵌簧丝伸缩件或套簧丝伸缩件，该装置就无需额外再加入簧件，该伸缩件内部的弹簧就是簧件8，它将起到让手指在没有物体挤压主动滑块时恢复到手指伸直的初始状态。当然此时也可以多加一个簧件起到辅助作用，例如图1所示的实施例中就是在装置已经采用了嵌簧丝伸缩件的情况下还加装了一个簧件8，事实上在图1所示的实施例中这个簧件8可以没有，并不影响功能，因为实际上第二气动柔性件所采用的嵌簧丝伸缩件中的簧丝就是簧件8。当发明方案的两个气动柔性件（第一气动柔性件6和第二气动柔性件7）均采用风箱式伸缩件75构成时，这时由于风箱式伸缩件75内部并没有簧件，因此这种情况下必须要外加一个簧件8。加装多个簧件8也是可以的。

加装的簧件8的两端分别连接第一指段1和主动滑块4或者簧件8的两端分别连接第一指段1和第二指段2。图1所示实施例就是采用了压簧，并将该压簧（簧件8）的两端分别连接第一指段1和主动滑块4。

图1所示实施例中，所述的主动滑块4的表面还固接了滑块表面罩41。表面罩外可以覆盖一层弹性材料。这样在抓取物体时，手指表面与物体之间将形成软指面接触，一方面增加了手指对物体的约束程度，另一方面也可以增加摩擦力，增加抓取稳定性。

下面结合附图介绍弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置的实施例的工作原理。

（i）如果将本实施例的第一指段1固定安装于机器人手掌上，机器人手安装在机械臂的末端，本实施例的工作原理，叙述如下：

当机器人手不接触物体时，手指处于自由状态，主动滑块4不压缩第一气动柔性件6，第二气动柔性件7无形变，手指保持伸直状态。

当机器人手抓取物体时，机械臂运动，机器人手靠向物体，物体挤压主动滑块4，主动滑块4沿垂直手指表面的方向朝着第一指段1内部平移一定的位移d，压缩第一气动柔性件6，由于弹簧丝732的限制，第二气动柔性件7不会径向变形，只会发生轴向的伸长和轴向弯曲，弹簧丝也拉伸变形，气力将推动棘轮摆杆331绕关节轴5中心线作大角度转动，转动角度为α，棘轮摆杆331通过第一簧件带动第二指段2转动，直到第二指段2接触物体被阻挡不再转动，因而该机器人手将具有对物体大小、形状的自动适应性。这使得第二指段转动时仿佛有电机等驱动器驱动一般，能够快速扣住物体，实现了手指自身不用驱动器，却可以有关节自由度的目的。

此时，机械臂继续运动压向物体，物体继续挤压主动滑块4，导致棘轮摆杆331继续转动一个角度，第一簧件34发生较大变形，产生的弹力施加到物体上，这个弹力就是抓持力。

机械臂停止挤压物体运动，机械臂反方向运动，虽然物体可能不再压迫主动滑块4，但由于棘爪332在第二簧件334的作用下靠向棘轮摆杆331上的棘轮并约束棘轮单向转动，因此棘轮摆杆331无法反转，第一簧件34的弹性变形得以保持，从而第二指段不能反转且保持对物体施加抓持力。完成抓取过程。

当机器人手需要放开物体时，电机转动，通过减速器321带动绕线筒323转动，腱绳322一端缠绕在绕线筒323上，腱绳322的另一端拉动棘爪332，第二簧件334发生变形，棘爪332离开棘轮摆杆331上的棘轮，棘轮不再受到棘爪332的约束，第一簧件34会缩小变形直到回复初始状态，棘轮摆杆331不再通过第二指段2对物体施加抓持力，由于物体不再压迫主动滑块4，弹簧丝732的回复弹力将拉动第二指段2绕关节轴5中心线回到初始伸直位置，此时气力将通过第一气动柔性件6推动主动滑块4到靠向手指外侧的初始位置。

本发明装置采用可变形密闭空间内的气体作为传动媒介，结合可轴向伸缩和轴向弯曲的气动柔性件，综合实现了手指抓取物体时的无源欠驱动弯曲效果；该装置适合安装于机械臂末端作为拟人机器人手或手的一部分，配合机械臂的主动运动实施反作用面撤离的物体抓取；具有对所抓物体的形状、大小的自适应能力，抓取物体达到形状封闭和力封闭的稳定抓取，防止在抓取过程中因为振动干扰导致失稳现象；该装置利用反作用面对物体的作用力来实现手指关节的弯曲，采用棘轮棘爪实现手指只允许正向弯曲而不能反向伸直，防止在机械臂撤离反作用面时物体脱落；采用第一簧件的变形产生第二指段对物体施加稳定的抓持力；采用电机实现在需要释放物体时解除棘爪对棘轮的单向约束作用，实现释放物体；该装置结构简单，体积小，质量小，制造和维护成本低，与人手的手指相似。

Claims (10)

1.一种弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，包括第一指段（1）、第二指段（2）和设置在两者之间的欠驱动关节；所述的欠驱动关节包括主动滑块（4）、关节轴（5）、第一气动柔性件（6）和第二气动柔性件（7）；所述的关节轴（5）套设在第一指段（1）中，所述第二指段（2）固定套接在关节轴（5）上；所述的主动滑块镶嵌在第一指段中，所述的第一气动柔性件（6）和第二气动柔性件（7）均包括第一端盖、第二端盖和轴向弯曲的伸缩件，且第一气动柔性件（6）中的伸缩件和第二气动柔性件（7）中的伸缩件的轴线相互垂直；所述的第一气动柔性件（6）通过第一端盖（71）与第一指段（1）连接，第一气动柔性件（6）通过第二端盖（72）与主动滑块（4）固定连接；所述的第二气动柔性件（7）通过第一端盖（71）与第一指段（1）连接，所述的第一指段中设有通孔（11）；所述的第一气动柔性件（6）和第二气动柔性件（7）通过第一指段（1）中的通孔（11）相连通；其特征在于：该装置还包括电机（31）、传动机构、锁定机构和第一簧件（34）；所述传动机构包括减速器（321）、腱绳（322）和绕线筒（323）；所述锁定机构包括棘轮摆杆（331）、棘爪（332）、转轴（333）和第二簧件（334）；所述棘轮摆杆（331）包括固接在一起的棘轮和摆杆；第二气动柔性件（7）通过第二端盖（72）与棘轮摆杆（331）的摆杆固定连接；所述电机（31）固接在第一指段（1）中，电机（31）的输出轴与减速器（321）的输入轴相连，所述绕线筒（323）固定套接在减速器（321）的输出轴上，所述腱绳（322）的两端分别连接绕线筒（323）和棘爪（332）；所述棘爪（332）活动套接在转轴（333）上，所述转轴（333）固定套设在第一指段（1）中，所述棘爪（332）与棘轮摆杆（331）的棘轮啮合，所述棘轮摆杆（331）活动套接在关节轴（5）上，所述第一簧件（34）的两端分别连接棘轮摆杆（331）和第二指段（2）；所述第二簧件（334）的两端分别连接棘爪（332）和第一指段（1）。

2.如权利要求1所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件（6）的伸缩件采用风箱式伸缩件（75），所述的风箱式伸缩件（75）为轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构；所述的第二气动柔性件（7）的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管（73），该嵌簧丝橡胶管（73）包括第一橡胶管（731）和第一弹簧丝（732），所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中。

3.如权利要求1所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件（6）的伸缩件和第二气动柔性件（7）的伸缩件均采用嵌簧丝橡胶管（73），该嵌簧丝橡胶管（73）包括第一橡胶管（731）和第一弹簧丝（732），所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中。

4.如权利要求1所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件（6）的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管（73），该嵌簧丝橡胶管（73）包括第一橡胶管（731）和第一弹簧丝（732），所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中；所述的第二气动柔性件（7）的伸缩件采用套簧丝橡胶管（74），该套簧丝橡胶管（74）包括第二橡胶管（741）和第二弹簧丝（742），所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第二气动柔性件的第一端盖和第二端盖。

5.如权利要求1所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件（6）的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管（73），该嵌簧丝橡胶管（73）包括第一橡胶管（731）和第一弹簧丝（732），所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中；所述的第二气动柔性件（7）的伸缩件采用采用风箱式伸缩件（75），所述的风箱式伸缩件（75）为轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构。

6.如权利要求1所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件（6）的伸缩件采用套簧丝橡胶管（74），该套簧丝橡胶管（74）包括第二橡胶管（741）和第二弹簧丝（742），所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第一气动柔性件的第一端盖和第二端盖；所述的第二气动柔性件（7）的伸缩件采用嵌簧丝橡胶管（73），该嵌簧丝橡胶管（73）包括第一橡胶管（731）和第一弹簧丝（732），所述的第一弹簧丝是沿着第一橡胶管的径向螺旋密绕在第一橡胶管的内壁中。

7.如权利要求1所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件（6）的伸缩件和第二气动柔性件（7）的伸缩件均采用套簧丝橡胶管（74），该套簧丝橡胶管（74）包括第二橡胶管（741）和第二弹簧丝（742），所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第一气动柔性件的第一端盖和第二端盖。

8.如权利要求1所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件（6）的伸缩件采用套簧丝橡胶管（74），该套簧丝橡胶管（74）包括第二橡胶管（741）和第二弹簧丝（742），所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第一气动柔性件的第一端盖和第二端盖；所述的第二气动柔性件（7）的伸缩件采用风箱式伸缩件（75）为轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构。

9.如权利要求1所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：所述的第一气动柔性件（6）的伸缩件采用风箱式伸缩件（75）为轴向伸缩和轴向弯曲的手风琴风箱结构；所述的第二气动柔性件（7）的伸缩件采用套簧丝橡胶管（74），该套簧丝橡胶管（74）包括第二橡胶管（741）和第二弹簧丝（742），所述的第二弹簧丝是沿着第二橡胶管的径向螺旋密绕在第二橡胶管的外壁上，所述的第二弹簧丝的两端分别连接第二气动柔性件的第一端盖和第二端盖。

10.如权利要求1至9任一权利要求所述的弯曲自锁气动欠驱动机器人手指装置，其特征在于：在第一指段（1）和第二指段（2）间加装簧件（8），或在第一指段（1）和主动滑块（4）间加装簧件（8），或在第一指段（1）和第二指段（2）间及第一指段（1）和主动滑块（4）间均加装簧件（8）；所述的簧件（8）采用拉簧、压簧、扭簧、发条、片簧或弹性绳。

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